(57)【要約】【課題】  三重効用吸収冷温水機において、起動から定常運転まで気液分離器の性能を確保するとともに、伝熱管への溶液の供給不足が原因で生じる空焚きを防止できるようにすること。    【解決手段】  三重効用吸収冷温水機は、下部管寄せ３、上部管寄せ２、複数本の伝熱管４、燃焼装置６、及び気液分離器８とを備えた貫流式の高温再生器１を備える。気液分離器８は、冷媒蒸気を上部から流出し、濃溶液を下部から流出するものである。三重効用吸収冷温水機は、さらに、気液分離器８から流出される濃溶液の液面を形成するフロートボックス１８と、フロートボックス１８内の濃溶液の液面によって高温再生器１への希溶液量を調節するフロート弁１９と、下部管寄せ３とフロートボックス１８の気相部とを連通するとともに高温再生器１の液面を検出するための液面検出器２５を設けた連通管２０とを備える。 【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温再生器、中温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、高温熱交換器、中温熱交換器、低温熱交換器、溶液循環ポンプ、溶液散布ポンプ、冷媒ポンプを溶液配管及び冷媒配管で接続して溶液・冷媒循環回路を構成し、
前記高温再生器は、希溶液が流入する下部管寄せと、濃溶液及び冷媒蒸気の混合物を流出する上部管寄せと、前記下部管寄せと前記上部管寄せとを接続する複数本の伝熱管と、複数本の伝熱管の外側に燃焼ガスを流通する燃焼装置と、前記上部管寄せから流出された混合物の濃溶液と冷媒蒸気とを分離する気液分離器とを備えた貫流式の高温再生器で構成され、
前記気液分離器は、冷媒蒸気を上部から流出し、濃溶液を下部から流出するものである三重効用吸収冷温水機において、
前記気液分離器から流出される濃溶液の液面を形成するフロートボックスと、前記フロートボックス内の濃溶液の液面によって前記高温再生器への希溶液量を調節するフロート弁と、前記下部管寄せと前記フロートボックスの気相部とを連通するとともに前記高温再生器の液面を検出するための液面検出器を設けた連通管とを備えた
ことを特徴とする三重効用吸収式冷温水機。
【請求項２】
高温再生器、中温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、高温熱交換器、中温熱交換器、低温熱交換器、溶液循環ポンプ、溶液散布ポンプ、冷媒ポンプを溶液配管及び冷媒配管で接続して溶液・冷媒循環回路を構成し、
前記高温再生器は、希溶液が流入する下部管寄せと、濃溶液及び冷媒蒸気の混合物を流出する上部管寄せと、前記下部管寄せと前記上部管寄せとを接続する複数本の伝熱管と、複数本の伝熱管の外側に燃焼ガスを流通する燃焼装置と、前記上部管寄せから流出された混合物の濃溶液と冷媒蒸気とを分離する気液分離器とを備えた貫流式の高温再生器で構成され、
前記気液分離器は、冷媒蒸気を上部から流出し、濃溶液を下部から流出するものである三重効用吸収冷温水機において、
前記気液分離器から流出される濃溶液の液面を形成するフロートボックスと、前記フロートボックス内の濃溶液の液面によって前記高温再生器への希溶液量を調節するフロート弁と、前記上部管寄せと前記フロートボックスの気相部とを連通させるＵシール配管と、前記上部管寄せと前記下部管寄せとを連通するとともに前記高温再生器の液面を検出するための液面検出器を設けた連通管とを備えた
ことを特徴とする三重効用吸収冷温水機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記液面検出器は前記連通管内に形成される希溶液の液面を検出するための高位検知器と低位検知器とを高さの異なる位置に有する
ことを特徴とする三重効用吸収冷温水機。
【請求項４】
請求項３において、
起動時に前記高位検知器が希溶液を検出すると、前記燃焼装置の燃焼を開始し、予め設定された設定時間中は燃焼量の下限値で燃焼を行うように制御するとともに、燃焼開始後に前記低位検知器が液面を検出すると、前記燃焼装置での燃焼を停止するように制御する制御装置を備えた
ことを特徴とする三重効用吸収式冷温水機。
【請求項５】
請求項１または２において、
前記液面検出器は前記連通管内に溜まる希溶液の液面を検出するための高位検知器と中位検知器と低位検知器とを高さの異なる位置に設け、
起動時に前記高位検知器が希溶液を検出すると、前記燃焼装置の燃焼を開始し、その後に前記液面検出器内の液面が低下して中位検知器で液面が検知されるまで前記燃焼装置を燃焼量の下限値で燃焼するように制御するとともに、燃焼開始後に前記低位検知器が液面を検出すると、前記燃焼装置での燃焼を停止するように制御する制御装置を備えた
ことを特徴とする三重効用吸収式冷温水機。
【請求項６】
請求項３〜５の何れかにおいて、
蒸発器内を流れる冷水の出口温度を温度センサで検出し、温度センサで検出した温度と予め設定される第一及び第二の設定温度と比較して高温再生器の燃焼装置の燃焼量を調整する制御装置を備え、
前記制御装置は、部分負荷時に冷水の出口温度が第一の設定温度に達すると前記燃焼装置を停止し、その後、検出される冷水の出口温度が第二の設定温度より高くなる状態と液面検出器の高位検知器で溶液が検出されている状態との両方が満たされると、前記燃焼装置を再度点火し燃焼を開始するように制御する
ことを特徴とする三重効用吸収冷温水機。
【請求項７】
請求項３〜６の何れかにおいて、
前記高位検知器は前記伝熱管の上端近傍の高さに設けた
ことを特徴とする三重効用吸収冷温水機。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかにおいて、
前記フロート弁は、前記吸収器下部に溜められる溶液が前記蒸発器へのオーバーフローを防止するための堰より高い位置に配置されたものである
ことを特徴とする三重効用吸収冷温水機。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかにおいて、
前記吸収器から前記高温再生器、前記中温再生器、前記低温再生器に希溶液を送る前記溶液循環ポンプを駆動する駆動電源の周波数を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は前記高温再生器の圧力もしくは温度の上昇にともない前記溶液循環ポンプを駆動する前記駆動電源の周波数を増加し、前記高温再生器の圧力もしくは温度の低下にともない前記溶液循環ポンプを駆動する前記駆動電源の周波数を減少させるように制御する
ことを特徴とする三重効用吸収冷温水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三重効用吸収冷温水機に係り、特に空気調和装置等に用いられる三重効用吸収冷温水機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１の三重効用吸収冷温水機では、貫流式ボイラ構造の高温再生器が、上部と下部に環状の上部管寄せ（上部ヘッダー）及び下部管寄せ（下部ヘッダー）を備え、これらの管寄せ間に鉛直方向の多数の上昇管を略円筒状に配設し、上部中央部に燃焼装置を備え、希溶液を下部管寄せに導入して加熱濃縮し、上部管寄せから気液混合物を取り出すように構成されている。また、上部管寄せには気液混合物導管を介して気液分離器が接続され、気液分離器の上部には蒸気抜出導管が接続され、気液分離器の下側部には吸収液抜出導管が接続され、気液分離器の下部と下部管寄せとが吸収液循環導管で接続され、吸収液循環導管または下部管寄せに吸収液供給管が接続されるとともに、気液分離器には上部液出入り管及び下部出入り管を介して接続された鉛直管を備え、鉛直管内の液面にマグネットを内蔵したフロートを浮かべ、鉛直管の外面に高位液面検出スイッチ及び低位液面検出スイッチを備えるように構成されている。上記従来技術では、高温再生器の空焚きを防止するために、起動時には液面が高くなり高位液面検出スイッチが作動検出されないと燃焼運転に入らないようにし、また、運転中に液面が低く低位液面検出スイッチが正常に作動検出されることを確認するテスト運転モードが備えられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２７６６２号公報（第１２頁、図１〜６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、高温再生器の下部管寄せと気液分離器の底部を連通して高温再生器の伝熱管内の液面を鉛直管に設けた高位液面検出スイッチと低位液面検出スイッチで検出する構成とし、空焚き防止のための高位液面検出スイッチが高温再生器の上部管寄せの管板近傍の設けられている。
【０００５】
起動時には、気液分離器内の液面が上昇し気液分離するための気相部分がかなり小さく限定されるとともに、高温再生器に供給される溶液の温度が外気温度程度と低く、圧力も約１／１００気圧程度であるため、燃焼装置で加熱されて上昇管内で発生する冷媒蒸気の密度が定格運転時の約１／２００と小さく、気液分離器内へ流入する冷媒蒸気の速度が大幅に増すことから、気液分離器内の液面を撹拌し、撹拌された液面から冷媒蒸気とともに溶液が蒸気抜出導管から中温再生器に導かれてしまう。
【０００６】
また、その後の運転中は気液分離器内の液面は低下し、燃焼装置での燃焼量と溶液の循環量で液面位置がバランスしても、気液分離器内には常に溶液の液面が存在するので、運転中に高温再生器の上部管寄せから気液分離器に流入する冷媒蒸気と溶液が混合した蒸気流により、気液分離器内の液面が乱され中温再生器に導入される冷媒蒸気に溶液が随伴されやすく、冷媒に溶液が混入してしまう。冷媒に溶液が混入すると、蒸発器内の冷媒の蒸発温度が上昇して性能低下の原因となり、三重効用吸収冷温水機の運転に支障をきたすことになる。また、気液分離器内に液面を形成させつつ気液分離性能を確保するためには、起動時の液面が上昇する場合でも気相部分を十分に確保する必要があるため気液分離器が大きくなってしまい、三重効用吸収冷温水機の機器配置に自由度が限定されてしまう。
【０００７】
また、上記従来技術では、部分負荷運転時に燃焼装置の燃焼・停止を繰り返す場合の運転方法について記載されていない。
【０００８】
本発明の目的は、起動から定常運転まで気液分離器の性能を確保するとともに、下部管寄せと上部管寄せに接続される複数本の伝熱管への溶液の供給不足が原因で生じる空焚きを防止できる三重効用吸収冷温水機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、高温再生器、中温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、高温熱交換器、中温熱交換器、低温熱交換器、溶液循環ポンプ、溶液散布ポンプ、冷媒ポンプを溶液配管及び冷媒配管で接続して溶液・冷媒循環回路を構成し、前記高温再生器は、希溶液が流入する下部管寄せと、濃溶液及び冷媒蒸気の混合物を流出する上部管寄せと、前記下部管寄せと前記上部管寄せとを接続する複数本の伝熱管と、複数本の伝熱管の外側に燃焼ガスを流通する燃焼装置と、前記上部管寄せから流出された混合物の濃溶液と冷媒蒸気とを分離する気液分離器とを備えた貫流式の高温再生器で構成され、前記気液分離器は、冷媒蒸気を上部から流出し、濃溶液を下部から流出するものである三重効用吸収冷温水機において、前記気液分離器から流出される濃溶液の液面を形成するフロートボックスと、前記フロートボックス内の濃溶液の液面によって前記高温再生器への希溶液量を調節するフロート弁と、前記下部管寄せと前記フロートボックスの気相部とを連通するとともに前記高温再生器の液面を検出するための液面検出器を設けた連通管とを備えたものである。
【００１０】
また、前記目的を達成するために、本発明は、高温再生器、中温再生器、低温再生器、凝縮器、蒸発器、吸収器、高温熱交換器、中温熱交換器、低温熱交換器、溶液循環ポンプ、溶液散布ポンプ、冷媒ポンプを溶液配管及び冷媒配管で接続して溶液・冷媒循環回路を構成し、前記高温再生器は、希溶液が流入する下部管寄せと、濃溶液及び冷媒蒸気の混合物を流出する上部管寄せと、前記下部管寄せと前記上部管寄せとを接続する複数本の伝熱管と、複数本の伝熱管の外側に燃焼ガスを流通する燃焼装置と、前記上部管寄せから流出された混合物の濃溶液と冷媒蒸気とを分離する気液分離器とを備えた貫流式の高温再生器で構成され、前記気液分離器は、冷媒蒸気を上部から流出し、濃溶液を下部から流出するものである三重効用吸収冷温水機において、前記気液分離器から流出される濃溶液の液面を形成するフロートボックスと、前記フロートボックス内の濃溶液の液面によって前記高温再生器への希溶液量を調節するフロート弁と、前記上部管寄せと前記フロートボックスの気相部とを連通させるＵシール配管と、前記上部管寄せと前記下部管寄せとを連通するとともに前記高温再生器の液面を検出するための液面検出器を設けた連通管とを備えたものである。
【００１１】
また、本発明においてより好ましくは、次の構成としたことである。
（１）前記液面検出器は前記連通管内に形成される希溶液の液面を検出するための高位検知器と低位検知器とを高さの異なる位置に有すること。
（２）起動時に前記高位検知器が希溶液を検出すると、前記燃焼装置の燃焼を開始し、予め設定された設定時間中は燃焼量の下限値で燃焼を行うように制御するとともに、燃焼開始後に前記低位検知器が液面を検出すると、前記燃焼装置での燃焼を停止するように制御する制御装置を備えたこと。
（３）前記液面検出器は前記連通管内に溜まる希溶液の液面を検出するための高位検知器と中位検知器と低位検知器とを高さの異なる位置に設け、起動時に前記高位検知器が希溶液を検出すると、前記燃焼装置の燃焼を開始し、その後に前記液面検出器内の液面が低下して中位検知器で液面が検知されるまで前記燃焼装置を燃焼量の下限値で燃焼するように制御するとともに、燃焼開始後に前記低位検知器が液面を検出すると、前記燃焼装置での燃焼を停止するように制御する制御装置を備えたこと。
（４）蒸発器内を流れる冷水の出口温度を温度センサで検出し、温度センサで検出した温度と予め設定される第一及び第二の設定温度と比較して高温再生器の燃焼装置の燃焼量を調整する制御装置を備え、前記制御装置は、部分負荷時に冷水の出口温度が第一の設定温度に達すると前記燃焼装置を停止し、その後、検出される冷水の出口温度が第二の設定温度より高くなる状態と液面検出器の高位検知器で溶液が検出されている状態との両方が満たされると、前記燃焼装置を再度点火し燃焼を開始するように制御すること。
（５）前記高位検知器は前記伝熱管の上端近傍の高さに設けたこと。
（６）前記フロート弁は、前記吸収器下部に溜められる溶液が前記蒸発器へのオーバーフローを防止するための堰より高い位置に配置されたものであること。
（７）前記吸収器から前記高温再生器、前記中温再生器、前記低温再生器に希溶液を送る前記溶液循環ポンプを駆動する駆動電源の周波数を制御する制御装置を備え、前記制御装置は前記高温再生器の圧力もしくは温度の上昇にともない前記溶液循環ポンプを駆動する前記駆動電源の周波数を増加し、前記高温再生器の圧力もしくは温度の低下にともない前記溶液循環ポンプを駆動する前記駆動電源の周波数を減少させるように制御すること。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、起動から定常運転まで気液分離器の性能を確保するとともに、下部管寄せと上部管寄せに接続される複数本の伝熱管への溶液の供給不足が原因で生じる空焚きを防止できる三重効用吸収冷温水機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施例について図を用いて説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（実施例１）
先ず、本発明を実施するための最良の形態の実施例１について説明する。
【００１４】
図１に本発明の実施の形態を示す。先ず本発明の三重効用吸収冷温水機の構成について説明する。三重効用吸収冷温水機は、一点鎖線で囲まれた高温再生器１、蒸発器７、吸収器８、凝縮器９、低温再生器１０、中温再生器１１、低温熱交換器１５、中温熱交換器１６、高温熱交換器１７の熱交換器要素と、蒸発器７内の冷媒を循環させるための冷媒ポンプ１２、吸収器８内の濃度の薄い希溶液を低温再生器１０と中温再生器１１と高温再生器１に循環させるための溶液循環ポンプ１３、低温再生器１０と中温再生器１１と高温再生器１の溶液を吸収器８内に散布するための溶液散布ポンプ１４、高温再生器１から流出する溶液量に対応して高温再生器１に流入する溶液量を調節するフロート弁１９を備えたフロートボックス１８とこれらを結ぶ溶液配管及び冷媒配管で構成されている。
【００１５】
一点鎖線で囲まれた高温再生器１は貫流式の高温再生器１で、バーナ６を備え、上部管寄せ２と下部管寄せ３が複数本の伝熱管４（以下、単に伝熱管４という）で接続されている。気液分離器５上部と中温再生器１１が配管２２で接続されている。配管２２は途中で分岐され、分岐された配管２８がバルブ２９を介して吸収器８と接続されている。気液分離器５下部とフロートボックス１８が配管２３で接続されている。
【００１６】
希溶液は、下部管寄せ３、伝熱管４、上部管寄せ２の順で流通し、伝熱管４の外側がバーナ６で加熱されることにより濃縮されて冷媒蒸気と濃溶液となる。冷媒蒸気と濃溶液が混合した状態で気液分離器５に流入し、冷媒蒸気と濃溶液に分離される。分離された冷媒蒸気は配管２２を通って中温再生器１１に導かれる。分離された濃溶液は配管２３を通ってフロートボックス１８に導かれる。また、下部管寄せ３とフロートボックス１８の気相部とを連通する連通管２０が設けられている。この連通管２０の途中には、高位検知器２６と低位検知器２７とを備えた液面検出器２５が設けられている。吸収器８からの希溶液が流入する配管２４が下部管寄せ３に接続されている。
【００１７】
フロートボックス１８内のフロート弁１９は、図１に示すようにフロート１９ｄを備え、フロートボックス１８内に溜められる濃溶液の液面位置を検出し、フロートボックス１８内の濃溶液の液面が低下すると高温再生器１に供給する希溶液の流量を増加し、フロートボックス１８内の濃溶液の液面が上昇すると高温再生器１に供給する希溶液の流量を減少するように調節する。また、フロートボックス１８内のフロート弁１９は、吸収器８と蒸発器７の間に設けられる堰（図示せず）より高い位置に設けられる。吸収器８と蒸発器７の間の堰は、運転停止時に溶液を希釈して高温再生器１と中温再生器１１と低温再生器１０の高圧側から吸収器８の低圧側に圧力差で溶液が流れ込んでも蒸発器７にオーバーフローしない高さに設計される。つまり、運転停止中には、フロートボックス１８内の液面はフロート弁１９より低い位置に形成されるように構成される。また、液面検出器２５の高位検知器２６は、例えば高温再生器１の伝熱管４が上部管寄せ２と接続する伝熱管４の上端の高さに設けるとともに、フロートボックス１８側の連通管２０も高位検知器２６と同等の高さ位置でフロートボックス１８に接続される。
【００１８】
また、三重効用吸収冷温水機は制御装置３３を備えている。制御装置３３には、バーナ６、高位検知器２６、低位検知器２７、バルブ２９、蒸発器７内の管群を流れる冷水の出口温度センサ３１、溶液散布ポンプ１４、溶液循環ポンプ１３の周波数を調節するためのインバータ３２が破線で示す信号線で接続されている。本実施の形態においては、三重効用吸収冷温水機の冷媒には水、吸収剤には臭化リチウム水溶液が用いられている。以下の説明で図１と同様の部位については同一符号で示す。
【００１９】
次に、かかる三重効用吸収冷温水機の冷房運転中の動作について説明する。
【００２０】
バーナ６により高温再生器１の下部管寄せ３から伝熱管４に流入する希溶液が加熱され濃縮されて濃溶液と冷媒蒸気となり上部管寄せ２から配管２１を通り気液分離器５に導かれる。気液分離器５で分離された冷媒蒸気は、配管２２を通り中温再生器１１内の希溶液を加熱濃縮し冷媒蒸気を発生させて凝縮液化し凝縮器９に流入する。中温再生器１１で発生した冷媒蒸気は、低温再生器１０内の希溶液を加熱濃縮し冷媒蒸気を発生させて凝縮液化し凝縮器９に流入する。低温再生器１０で発生した冷媒蒸気は凝縮器９で凝縮器９内を流れる冷却水で冷却され凝縮液化し、高温再生器１と中温再生器１１からの冷媒とともに蒸発器７に送られる。一方、気液分離器５で分離された濃溶液は、フロートボックス１８で液面を形成した後に高温熱交換器１７を通り、中温再生器１１で濃縮されて中温熱交換器１６を通った濃溶液と低温再生器１０で濃縮された濃溶液とともに、溶液散布ポンプ１４により低温熱交換器１５を通り吸収器８に導かれ吸収器８内の管群に散布される。
【００２１】
蒸発器７内の冷媒は、蒸発器７下部に溜められ冷媒ポンプ１２で蒸発器７内の管群に散布され、管群内を流れる冷水と熱交換する。このとき蒸発器７内の管群内へ、蒸発器７内の冷媒の飽和温度より高い温度の冷水が流し込まれるため、蒸発器７内の管群内を流れる冷水が蒸発器７内の管群表面を流下する冷媒を加熱して冷媒が蒸発気化する。その際の蒸発潜熱により冷房作用を発揮する。また、蒸発器７内の圧力を一定に保つために、吸収器８内の管群に高温再生器１と中温再生器１１と低温再生器１０で濃縮された濃溶液を散布し、蒸発器７で蒸発気化した冷媒を吸収させる。
【００２２】
このとき冷媒蒸気を吸収する際に発生する吸収熱を吸収器８内の管群内を流れる冷却水で除去するとともに、蒸発器７からの冷媒蒸気を吸収して希釈された希溶液を溶液循環ポンプ１３で低温熱交換器１５を経由して供給する。この希溶液を分岐し、一方を低温再生器１０に供給し、他方の一部を中温熱交換器１６を経由させて中温再生器１１に供給し、残りを高温熱交換器１７を経由させてフロートボックス１８内のフロート弁１９を通り高温再生器１に供給する。ここで希溶液は再度バーナ６で加熱濃縮され冷媒蒸気と分離される。
【００２３】
以上のように冷房サイクルが構成される。このとき、高温再生器１内の圧力は従来の再生器が２個の二重効用吸収冷温水機の約３倍以上となり、大気圧を超えて運転される。
【００２４】
次に、図１により本発明に係わる高温再生器１とフロートボックス１８周りの動作と効果について説明する。
【００２５】
先ず起動時について説明する。起動時は、先ず溶液循環ポンプ１３を運転し希溶液を循環させる。希溶液はフロート弁１９により流量調節されて下部管寄せ３に流入する。ここで、運転停止中にはフロートボックス１８内の液面はフロート弁１９より低い位置に形成されフロート弁１９は開状態となっているので、必ず希溶液は下部管寄せ３に供給することができる。下部管寄せ３に供給された希溶液は、各伝熱管４に分配されて伝熱管４内を上昇するとともに、連通管２０及び液面検出器２５内を上昇する。このとき、高温再生器１の気相部とフロートボックス１８の気相部は気液分離器５を介して連通されているので、伝熱管４内の液面と液面検出器２５内の液面を同時に上昇させることができる。液面検出器２５内を上昇した希溶液は、連通管２０を通りフロートボックス１８に流入し、フロートボックス１８内で液面を形成して溶液散布ポンプ１４で吸収器８に導入される。また、伝熱管４内を上昇した希溶液は、伝熱管４の上端より高い上部管寄せ２内の高さで液面を形成する。このとき、液面検出器２５内を上昇した希溶液は、液面検出器２５の高位検知器２６により液面が検知される。高位検知器２６は、制御装置３３に信号線で接続され、例えば連続して検知していることを確認することを条件にバーナ６を点火し燃焼を開始し、予め設定される設定時間中は燃焼量が下限値で燃焼されるように制御する。つまり、高位検知器２６が伝熱管４の上端の高さ位置に設け、液面を高位検知器２６で連続して検知することを条件に、溶液循環ポンプ１３で高温再生器１に供給された希溶液は、伝熱管４を上昇して上部管寄せ２で液面を形成するとともに、連通管２０及び液面検出器２５を通ってフロートボックス１８に導入でき、安定して希溶液が循環している状態でバーナ６による燃焼を開始するので、希溶液の供給不足による伝熱管４の空焚きを防止することができる。
【００２６】
また、起動時には、溶液循環ポンプ１３は、三重効用吸収冷温水機では定格時に必要な揚程が二重効用吸収冷温水機の約２倍になるとともに、溶液循環ポンプ１３にいきなり定格周波数の電源を供給するとサージ圧が発生し、溶液循環ポンプ１３の吐出側にある低温熱交換器１５、中温熱交換器１６、高温熱交換器１７へ与える衝撃が大きくなり耐久性に問題が生じる。そこで、高温再生器１の気液分離器５に備えた圧力センサ３０で検出した値により、制御装置３３で電源を供給するインバータ３２の周波数を制御し、圧力が低い起動時には周波数を低く抑えるとともに、設定される周波数までの起動時間を設けて溶液循環ポンプ１３の吐出側にある低温熱交換器１５、中温熱交換器１６、高温熱交換器１７への衝撃を緩和するように制御する。
【００２７】
さらに、起動時には、高温再生器１に供給される希溶液の温度が外気温度程度、高温再生器１内の圧力が約１／１００気圧となっていることから、バーナ６による燃焼開始直後は、伝熱管４内で発生する冷媒蒸気の密度が定格運転時の約１／２００と小さく、気液分離器５内へ流入する気液二相状態の冷媒蒸気と濃溶液の速度が大幅に増すことになるが、従来技術の特開２００３−２２７６６２号公報記載の高温再生器（図示せず）のように気液分離器５内に濃溶液の液面が形成されていると、濃溶液の液面が撹拌され濃溶液が冷媒蒸気に随伴されて冷媒側に混入し、蒸発器７内の冷媒の蒸発温度が上昇することにより性能が低下する問題が懸念される。しかし、図１に示すように実施例１の形態では、気液分離器５内に濃溶液を溜めない構成としているので、気液分離器５全体を気液分離に利用できるので気液分離器５の性能を十分に発揮することができ、濃溶液が冷媒蒸気に随伴して冷媒側に混入することを最小限に抑えることができる。また、液面検出器２５の高位検知器２６で液面を連続して検知してから開始されるバーナ６の燃焼を、予め設定される設定時間中は燃焼量を下限値で燃焼させることにより、希溶液が加熱されて発生する冷媒蒸気量を少なく抑えることができるとともに、例えば予め設定される設定時間を１０分とすると、この間に高温再生器１の上部管寄せ２に形成された液面が徐々に低下して伝熱管４内に液面が形成される。これにより、高温再生器１内に形成され冷媒蒸気と濃溶液により撹拌される液面の面積を減少させることができるので、撹拌により冷媒蒸気に随伴される濃溶液量を減少させることができる。その後、バーナ６の燃焼量を冷房負荷に応じて増加させても、高温再生器１内に形成される冷媒蒸気と濃溶液により撹拌される液面の面積を伝熱管４のみにすることができるので、撹拌により冷媒蒸気に随伴される濃溶液量を最小限に抑えることができる。
【００２８】
したがって、本実施例１によれば、起動時には、高温再生器１の伝熱管４の空焚き防止と冷媒側への濃溶液の混入防止を同時に行うことができ安全性の向上を図ることができる。
【００２９】
次に、起動から安定までについて説明する。起動後バーナ６による燃焼が開始され伝熱管４内には希溶液が沸騰し多くのボイドが発生することにより、液面検出器２５内の液面は徐々に低下し、予め設定される設定時間後は、制御装置３３で制御するバーナ６の燃焼量とフロート弁１９で流量調節される希溶液の流量のバランスしたところで液面検出器２５内の液面が安定する。バーナ６の燃焼量は、制御装置３３で冷水の出口に設けた出口温度センサ３１で検出した温度と予め設定される第一の設定値と比較し、第一の設定値より高く温度差が大きければ燃焼量を多く、第一の設定値より高く温度差が小さければ燃焼量を少なくなるように制御装置３３で制御する。また、バーナ６による燃焼後は高温再生器１内の圧力が徐々に上昇するため、溶液循環ポンプ１３のインバータ３２の周波数を起動時の低く抑えたままだと、希溶液の循環量が減少してしまう。そこで、制御装置３３により、圧力センサ３０で検出した圧力が上昇した場合には、溶液循環ポンプ１３のインバータ３２の周波数が増加するように制御し、逆に圧力センサ３０で検出した圧力が低下した場合には、溶液循環ポンプ１３のインバータ３２の周波数が減少するように制御する。
【００３０】
図１に示す本実施例１の三重効用吸収冷温水機が、起動から停止するまで運転されている状態において、例えば、溶液循環ポンプ１３の故障、溶液循環ポンプ１３を制御するための圧力センサ３０やインバータ３２や制御装置３３のポンプ制御機能の故障、溶液配管のつまり等が発生した場合には、高温再生器１への希溶液の供給不足が生じるため、高温再生器１の伝熱管４が空焚きとなり、高温再生器１の破損や破裂の可能性がある。しかし、本実施例によれば、上記原因により希溶液の高温再生器１への不足が生じた場合には、高温再生器１の伝熱管４内の液面は液面検出器２５内の液面と連動しているので液面が減少しても、所謂空焚きとなる液面より裕度分高い位置に液面検出器２５の低位検知器２７を設け、低位検知器２７で連続して液面を検知すると制御装置３３でバーナ６への燃料を遮断し燃焼を停止させるように制御することにより、伝熱管４の空焚きを防止することができる。このとき、液面検出器２５の低位検知器２７を設置する高さは、バーナ６の燃焼量や高温再生器１への希溶液の供給量が変化したときの伝熱管４の壁温度がこれまでの実績や経験則から求められた安全な温度範囲内であることを確認できる高さに設定する。
【００３１】
また、例えば、液面検出器２５の低位検知器２７で液面を検知したときには、制御装置３３でバーナ６の燃焼停止と同時に、溶液循環ポンプ１３と溶液散布ポンプを停止し、配管２８のバルブ２９を開ける。つまり、高温再生器１への供給不足が生じ低位検知器２７で、空焚き防止のためにバーナ６の燃焼を停止したときに、溶液循環ポンプ１３と溶液散布ポンプ１４が運転されていると、溶液循環ポンプ１３側に希溶液の循環不良が生じているので、吸収器８から流出する希溶液より吸収器８へ流入する濃溶液の割合が多くなって、吸収器８下部に溜まる溶液が増加して許容量を超え蒸発器７へオーバーフローしてしまう。さらに、その後も溶液循環ポンプ１３と溶液散布ポンプ１４が運転されていると、溶液散布ポンプ１４吸込側の濃溶液が不足する状態となることから、キャビテーション等による溶液散布ポンプ１４が破損する危険性がある。また、配管２８のバルブ２９を開けることにより、高温再生器１と吸収器８との圧力差を低減することで、吸収器８から蒸発器７への溶液のオーバーフローを防止することができる。これにより、サイクルの性能低下や運転不能といった不具合を防止できる。
【００３２】
次に、バーナ６の燃焼量が下限値で対応できるよりも低い部分負荷時の運転について説明する。部分負荷時において、冷水の出口温度センサ３１で検出される温度と予め設定される第一の設定値との温度差が小さく、制御装置３３でバーナ６の燃焼量が下限値で運転されている場合、冷水の出口温度センサ３１で検出される温度が第一の設定値に達したときには、高温再生器１のバーナ６の燃焼、停止の繰り返し運転を行うように制御装置３３で制御する。このように部分負荷で運転されている場合、制御装置３３によりバーナ６の燃焼が停止したときには、溶液循環ポンプ１３と溶液散布ポンプ１４は運転されているので、高温再生器１の伝熱管４内のボイドが無くなり、液面検出器２５内の液面が伝熱管４の上端の高さに設けた高位検出器２６まで液面が上昇する。このとき、制御装置３３で部分負荷時にバーナ６が停止しているときには、制御装置３３で冷水の出口温度センサ３１で検知した温度が第一の設定値より高く第二の設定値以上となった状態と、液面検出器２５の高位検知器２６が連続して希溶液を検知している状態の両方を満たしたときに、バーナ６の燃焼を開始するように制御する。これにより、部分負荷時においても、再度高温再生器１のバーナ６が燃焼を開始する場合に、伝熱管４内の希溶液の液面を伝熱管４の上端より高くすることができるので、希溶液の供給不足による空焚きを防止することができ、スムーズにバーナ６の燃焼・停止を繰り返すことができる。
【００３３】
以上のように構成し制御することにより、起動時と安定時と部分負荷時の運転において、高温再生器１の伝熱管４の空焚きを防止し安全性を向上させるとともに、高温再生器１の気液分離器５内に濃溶液を溜めることなく運転することが可能となるので、冷媒側に濃溶液の混入を最小限に抑えることができる。
【００３４】
本実施例によれば、下記に示す効果を得ることができる。
（１）気液分離器出口部に液面を形成するフロートボックスを設け、気液分離器内に溶液を溜めない構成としたので、気液分離器全体を冷媒蒸気と溶液の分離に利用することができる。つまり、冷媒蒸気と溶液との分離を効率よく行うことができ、冷媒中への溶液の混入を防止することができる。さらに、気液分離器内に溶液を溜めるための容積を必要としないので気液分離器を小形化することができる。
（２）気液分離器出口部のフロートボックスの気相部と高温再生器の下部管寄せを連通させる連通管に液面検出器を設けることにより、起動時から定常運転まで、さらには部分負荷時の燃焼装置の燃焼・停止の繰り返し運転においても、溶液の供給不足で生じる高温再生器の伝熱管の空焚きを防止することができ、三重効用吸収冷温水機の安全性を確保し効率よく運転することができる。
（実施例２）
次に、図２により本発明を実施するための最良の形態の実施例２について説明する。図２に示す実施例２の形態は、図１に示す実施例１の形態に対して、液面検出器２５の高位検知器２６と低位検知器２７の間に中位検知器３６を設け、制御装置３３と信号線で接続した構成としている。つまり、中位検知器３６は伝熱管４の上端より低い位置に設けられる。ここで、起動時に、図１の実施例１の形態では、バーナ６の燃焼開始後に予め設定される設定時間の間燃焼量が下限値で燃焼を行うとしたが、図２の実施例２の形態では、バーナ６での燃焼開始後液面検出器２５に設けた中位検知器３６で液面を検知するまで燃焼量を下限値で行うように制御する。これにより、バーナ６による燃焼開始後にボイドの発生により低下する高温再生器１内の液面を上部管寄せ２から、より確実に伝熱管４内にすることができ、希溶液が加熱されて発生する冷媒蒸気と濃溶液で撹拌される液面の面積を減少され、冷媒蒸気に随伴される濃溶液量を最小限に抑えることができる。
（実施例３）
次に、図３により本発明を実施するための最良の形態の実施例３について説明する。図３の実施例３の形態の基本構成要素は、図１の実施例１の形態と同様である。
【００３５】
図１の実施例１の形態と異なる点は、上部管寄せ２とフロートボックス１８の気相部をＵシール配管３５で接続し、高位検知器２６と低位検知器２７を備えた液面検出器２５を、上部管寄せ２と下部管寄せ３を連通する連通管３４の途中に設けたことである。
【００３６】
起動時には、溶液循環ポンプ１３で下部管寄せ３に供給された希溶液は、各伝熱管４に分配されて伝熱管４内を上昇するとともに、連通管３４及び液面検出器２５内を上昇する。このとき、伝熱管４と連通管３４は上部管寄せ２を介して連通されているので、伝熱管４内の液面と液面検出器２５内の液面を同時に上昇させることができる。伝熱管４内と液面検出器２５内を上昇した希溶液は、上部管寄せ２まで上昇しＵシール配管３５を通りフロートボックス１８に流入し、フロートボックス１８内で液面を形成して溶液散布ポンプ１４で吸収器８に導入される。フロートボックス１８側に接続されるＵシール配管３５は、上部管寄せ２より低い位置に接続される。また、Ｕシール配管３５はバーナ６の燃焼時に冷媒蒸気と濃溶液が上部管寄せ２からフロートボックス１８に吹き抜けないようにＵシール高さが設計される。このとき、液面検出器２５内を上昇した希溶液は、液面検出器２５の高位検知器２６により液面が検知される。高位検知器２６は、制御装置３３に信号線で接続され、例えば連続して検知していることを確認することによりバーナ６を点火し燃焼を開始し、予め設定される設定時間中は燃焼量が下限値で燃焼するように制御する。つまり、高位検知器２６が伝熱管４の上端の高さ位置に設け、液面を高位検知器２６で連続して検知することにより、溶液循環ポンプ１３で高温再生器１に供給された希溶液は、伝熱管４を上昇して上部管寄せ２で液面を形成するとともに、Ｕシール配管３５を通ってフロートボックス１８に導入でき、安定して希溶液が循環している状態でバーナ６による燃焼を開始することができる。これにより、図１の実施例１の形態と同様の動作と効果を得ることができる。
【００３７】
さらには、起動時と同様に安定時と部分負荷時の運転においても、図１の実施例１の形態と同様の動作を行うことができるので、高温再生器１の伝熱管４の空焚きを防止し安全性を向上させるとともに、高温再生器１の気液分離器５内に濃溶液を溜めることなく運転することが可能となるので、冷媒側に濃溶液の混入を最小限に抑えることができる。
（実施例４）
次に、図４により本発明を実施するための最良の形態の実施例４について説明する。
【００３８】
図４に示す実施例４の形態は、図３に示す実施例３の形態に対して、液面検出器２５の高位検知器２６と低位検知器２７の間に中位検知器３６を設け、制御装置３３と信号線で接続した構成としている。つまり、中位検知器３６は伝熱管４の上端より低い位置に設けられる。ここで、起動時に、図４の実施例４の形態では、バーナ６での燃焼開始後液面検出器２５に設けた中位検知器３６で液面を検知するまで燃焼量を下限値で行うように制御する。これにより、バーナ６による燃焼開始後にボイドの発生により低下する高温再生器１内の液面を上部管寄せ２から、より確実に伝熱管４内にすることができ、希溶液が加熱されて発生する冷媒蒸気と濃溶液で撹拌される液面の面積を減少され、冷媒蒸気に随伴される濃溶液量を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係る三重効用吸収冷温水機のサイクルフローを示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る三重効用吸収冷温水機のサイクルフローを示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る三重効用吸収冷温水機のサイクルフローを示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る三重効用吸収冷温水機のサイクルフローを示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  高温再生器
２  上部管寄せ
３  下部管寄せ
４  伝熱管
５  気液分離器
６  バーナ
７  蒸発器
８  吸収器
９  凝縮器
１０  低温再生器
１１  中温再生器
１２  冷媒ポンプ
１３  溶液循環ポンプ
１４  溶液散布ポンプ
１５  低温熱交換器
１６  中温熱交換器
１７  高温熱交換器
１８  フロートボックス
１９  フロート弁
２０  連通管１
２５  液面検出器
２６  高位検知器
２７  低位検知器
２９  バルブ
３０  圧力センサ
３１  冷水出口温度センサ
３２  インバータ
３３  制御装置
３４  連通管２
３５  Ｕシール配管
【図１】
2006017323.tif 000003
【図２】
2006017323.tif 000004
【図３】
2006017323.tif 000005
【図４】
2006017323.tif 000006